加强型聚丙烯打包带工艺优化研究分析

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【摘要】本文从寄出成型、冷却定型、热拉伸、热处理等几个方面对于加强型聚丙烯打包带工艺优化进行研究，希望能够为广大同行提供有益的参考。

【关键词】加强型聚丙烯 打包带 工艺优化

加强型聚丙烯打包带具有质优价廉、耐腐蚀、拉伸性能突出、使用方便等诸多优点，在社会各个行业都得到了广泛的应用。自出现以来，在国内外一直畅销不衰，本文试对其进行简要分析。

1 挤出成型

1.1 原料选择

必须要选择正确的原料才能确保生产的PP打包带具有优良的性能，如弹性、拉伸强度等。市场上有很多牌号的PP，由于这些PP的分子量分布其及分子量各不相同，所以相应的影响了加工性及物料熔融流动性质。举个例子来说，在分子量较大的情况下，伸长率和拉仲强度等同类的性质会有提升的趋势。纤维的延展性受分子量分布和分子量的影响也很大，所以针对不同的加工方法和用途要选择适当熔体指数的PP树脂作原料，这样才能得到高性能的PP打包带。根据经验，ΜI较适宜的值为1-4g/10min。

通常情况下生产机用打包带的过程是将填充母料混入PP，以此来较轻易改变高分子键在拉伸过程中排列取向，有效提高打包带的物理机械性能，如拉伸强度等。达到了增强弹性、增强性、增加可塑性的效果。但是加入的填充母料同时也会影响产品的刚性，例如当加入量比某个数值多时，将会影响生产工艺，使其发生较大的改变，模头温度降低，出料速度增加，为了保证产品数量只能使牺牲生产出的产品刚性，从而使产品的质量变差。所以要注意PP中加入填充母料的量，遵循适度原则，根据经验占15%―17%较为合理。

1.2 挤出机的规格及模头设计

单机质量、产品挤出质量等都受料流量得影响，所以在设计机头时，应将这一因素放在首位。为了使挤出的窄带的密实性的达到标准要求，当物料进入模头导入部分压力就应该缓缓加大，使用的压缩比为左右。接下来就到了调流部分，这一部分要求料流的流速基本均匀，提高料流的稳定性，最终转入成型部分。调流段的一侧必须向外扩展到宽度尺寸，另一侧必须紧缩到厚度尺寸，流道一定要光滑平缓，这是产品又扁又平的特性要求的，料流在这样的调流段才能顺利向前流进。需要设计定性段以抵消由于口模入口角的设计过小而使料流受到的剪切作用增强导致挤出物弹性重新增强，而产生使挤出产品的不稳定性加大的不良影响，值得注意的还有，因为打包带机头口模为扁平状，熔体物料在导管内流动时层流随之产生，导致流出口模后速度不均呈现出中间速度最快，四周速度最慢得现象，所以要在在修模过程中要使模口两头加厚，来修正挤出的厚薄不一致片带呈“舌形”制品。为了和以后提到的热拉伸相呼应，模口的宽度应设计为4.5厘米，厚度为：2厘米，这样才能至少保证产品的规格达到可靠的标准。

1.3 温度控制

通常在打包带加工中向结晶度为70%，熔点在164-170OC，等规度为95%的PP中混入一定量的填充母料，这样可让加工时的温度比加工纯制品时相应下降。通常控制范围在，在加料段温度不应太高，尤其是在开机前的升温时间内更应控制这个段避免过高的温度，如果不加以控制，将导致出料与正常不符，更为严重的可能会引发断滞的出现。为了排尽混入的空气，渐渐熔融直到塑料整体或大部分熔融而形成为粘流态送入计量段，物料应送人压缩段进行进一步压缩。经过这一段后物料更加塑化和均匀化，并控制其定压、定量地送入机头成型部分模头的温控主要是确保把达到特定速度和温度的片状带坯送入冷却水箱急冷定形，而熔体不会马上冷却。

2 冷却定形

挤出成型后的中心过程就是由模头挤出的具有特定形状的片带送入冷却水箱骤冷定形的过程，后道工序即热拉伸的优劣受到这一过程的直接影响，所以，如何达到最佳的冷却效果是在设计水箱必须加以考虑。冷却定形速度在拉伸工艺过程中直接影响高聚物的结晶或结晶的完整性。

我们设计两个使用一处长为3000毫米，宽为200毫米，深为425毫米的水箱，一处是长为800毫米，宽为300毫米，深为1000毫米的水箱。这种两次冷却的设计不但确保了其经过时的稳定性，也限制了带子在水中的时间与深度。模口及后面的压辊对齐这一设计确保了带子经过冷却水箱的稳定性，保证了水箱一直处于稳定平衡状态。达到成品的标准要求。

最终，一个不容忽视的工艺参数就是从模口至水箱表面的距离，如果很长，则导致产品晶相加大，使拉神变得困难，反之，因为刚挤出的熔体温度非常高，经过急冷而没有设置一个空冷过渡段，会导致带子表面出现折皱及变形。根据先前的实践总结得出，最佳距离为110-140毫米。还需恰当的安排冷却水的进出口管位置。进出水部分应该离模口较远，出水口则应该在模口旁水箱的边角上，这既确保了水温的平稳正常，又确保了水的平稳，不会出现无波动情况。

3 热拉伸

为了减少断裂伸长率和增大打包带的拉伸强度将经过急冷的打包带坯用第一牵引辊传送到热水槽中进行热拉伸。在这个期间，打包带经拉伸后的厚度及宽度已能较好的满足标准的要求。

在一定的方向上排列的链段数与其它方向排列的链段数一致是未取向的高聚物的一个特点。这点与经过取向的高聚物是有差别的，后者的有序性是单向的，取向是沿外力作用方向排列。高聚物经过拉伸，在拉伸方向变为有序的使分子链彼此平行，分子间彼此作用力大幅度加强，粘度也增强，沿此方向的拉仲强度也就大幅度提升，相反与这个方向垂直的拉伸强度则减弱。

作为高聚物的拉伸取向，其无定型高聚物的拉仲取向和结品高聚物的拉伸取向是有区别的，无定形高聚物的取向单元为整个分子链和链段两部分，整个分子链通常由高聚物熔体流动触发，也就是在挤出进入机头后的过程尤其是调流部分中已获得特定的取向，而只有在拉仲倍数不高、拉仲温度较低的条件下链段取向才会出现。结晶高聚物的拉仲取向一般伴随着相态变化。结晶高聚物在熔体结晶时，一般是形成球晶结构。那么在拉伸过程中就完成了球品的形变过程是很难实现的，其中的原因是出现品态结构后，大分子链段间的作用力增大，链段活动能力弱拉伸时拉仲倍数不，而且要想得到拉仲强度相同的产品是很困难的。它的拉伸过程实际上就是结晶熔化一分子取向一重新结晶的过程。

4 热处理

为了清除打包带分子间的内应力，促进分子内的结晶，以便增强产品的刚度经过热拉仲部分的打包带要在通过压花辊之后马上传送到烘箱进行热处理。外来力的强拉伸作用于高分子间后，在分子内部存在一定量的一部分内应力，如果不想办法让其消失，将会造成打包带的后期出现形状改变、产生扭曲、收缩等现象，降低产品质量且对后面的卷绕工序有负面影响。通过高温150摄氏度左右的烘箱其分子内部链段能够自由延伸，最终使内应力消失。

参考文献

[1] 温耀贤，许乾慰，姜健.一种PET打包带成型的新工艺[J].上海塑料，2010（01）

[2] 刘西文，杨中文.竹纤维填充废旧PP料在打包带中的应用[J].塑料，2011（01）